【正文】 足球機(jī)器人比賽規(guī)則與人類正式的足球賽相類似。在比賽過程中人不得干預(yù)比賽。機(jī)器人足球是由多個(gè)機(jī)器人構(gòu)成一個(gè)球隊(duì)，在復(fù)雜的環(huán)境條件下，與另一個(gè)機(jī)器人球隊(duì)進(jìn)行對(duì)抗賽。上個(gè)世紀(jì)90年代，人工智能領(lǐng)域的專家學(xué)者鄭重的提出了智能機(jī)器人——機(jī)器人足球（Robot Soccer）項(xiàng)目，將機(jī)器人和世界第一大體育項(xiàng)目結(jié)合起來，得到了非同尋常的反響，在不到20年的時(shí)間里足球機(jī)器人球運(yùn)動(dòng)已在全世界蓬勃發(fā)展。ASIMO指尖的力度傳感器可檢測(cè)出牽手人手的力度和牽引的方向，然后調(diào)整步行速度和前進(jìn)的方向。由此，ASIMO可在復(fù)雜的環(huán)境下迅速并平穩(wěn)地移動(dòng)。2005年末Honda發(fā)表的新技術(shù)提高了各傳感器的精度，使ASIMO對(duì)周圍環(huán)境的認(rèn)知度更高。 ⑤認(rèn)知環(huán)境 識(shí)別周圍的環(huán)境，把握障礙物的位置，可以避免碰撞并繞行。 ＊可將客人引導(dǎo)至約定的場(chǎng)所等等。 和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合： ＊可根據(jù)顧客的信息進(jìn)行適宜的接待和服務(wù)。 ＊能識(shí)別儲(chǔ)存在記憶中的面部，稱呼姓名、傳達(dá)信息，可做向?qū)А?＊對(duì)突然發(fā)出的聲音(落下和撞擊的聲音等)作出反應(yīng)并看那個(gè)方向等等。＊被叫名字后可以轉(zhuǎn)向那個(gè)方向并看著對(duì)方。 ＊發(fā)現(xiàn)靜止障礙物會(huì)繞行等等。 環(huán)境識(shí)別：識(shí)別周圍的環(huán)境，把握障礙物的位置，可以避免碰撞并繞行。(姿勢(shì)識(shí)別) ＊人揮手時(shí)，會(huì)回應(yīng)做揮手動(dòng)作。＊推斷人手指向的位置，向該方向移動(dòng)。 情景姿勢(shì)識(shí)別：從影像信息中檢測(cè)出手的位置和運(yùn)動(dòng)，識(shí)別姿勢(shì)和動(dòng)作。 識(shí)別移動(dòng)物體：檢測(cè)出由頭部裝載的攝像機(jī)提供的影像信息中的多個(gè)移動(dòng)物體，識(shí)別移動(dòng)物體的距離和方向。 ④信息交流 ASIMO可識(shí)別人的聲音以及其它響動(dòng)，可進(jìn)行簡(jiǎn)單的會(huì)話。 運(yùn)用手腕的傳感器，ASIMO可調(diào)整左右手腕的推力，保持與推車之間的合適距離，一邊前進(jìn)一邊推車。 超聲波傳感器：視覺傳感器捕捉不到的玻璃等信息，則由超聲波傳感器進(jìn)行捕捉，可檢測(cè)出距離米的障礙物。地面?zhèn)鞲衅鳎河杉t外線傳感器和攝像機(jī)構(gòu)成。由此，ASIMO可在復(fù)雜的環(huán)境下迅速并平穩(wěn)地移動(dòng)。 ASIMO可自行識(shí)別步行路線上的標(biāo)示，根據(jù)標(biāo)示一邊走一邊。此外，由于能夠自如地改變步幅(每步的時(shí)間)，所以ASIMO的移動(dòng)更加自然。ASIMO則可以實(shí)時(shí)地形成行走方式，并可隨意改變腳的位置和轉(zhuǎn)向角度。 形成預(yù)測(cè)移動(dòng)控制技術(shù)：當(dāng)人向前行走并開始轉(zhuǎn)向時(shí)，在開始轉(zhuǎn)向前會(huì)朝轉(zhuǎn)向的內(nèi)側(cè)改變其重心。iWALK技術(shù)的特點(diǎn)是在早期行走控制技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了預(yù)測(cè)移動(dòng)控制技術(shù)。 Asimo本領(lǐng)大 ASIMO采用了智能化、實(shí)時(shí)和靈活的行走技術(shù)——iWALK技術(shù)①自由行走 ASIMO可以在平坦的地面上順暢行走。 通過地面?zhèn)鞲衅骱皖^部視覺傳感器發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)，ASIMO可以自身判斷，迂回選擇其他路線。目前，與人類的慢跑速度相同。而且。對(duì)此，Honda在獨(dú)創(chuàng)的雙足步行控制理論的基礎(chǔ)上，積極地運(yùn)用上半身的彎曲和旋轉(zhuǎn)，開發(fā)出既能防止打滑又能平穩(wěn)奔跑的新型控制理論。在足部離開地面之前的瞬間和離開地面之后，由于足底和地面間的壓力很小，所以很容易發(fā)生旋轉(zhuǎn)和打滑。Honda利用新開發(fā)的高速運(yùn)算處理電路、高速應(yīng)答/高功率馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置、輕型/高剛性的腳部構(gòu)造等，設(shè)計(jì)、開發(fā)出性能高于以往4倍以上的高精度/高速應(yīng)答硬件。 ①、正確地吸收飛躍和著陸時(shí)的沖擊。 在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的奔跑方面，面臨著2大課題。 圖4 ASIMO(1)能夠?qū)崿F(xiàn)像人類一樣自然奔跑的新姿勢(shì)控制技術(shù) 為了防止高速移動(dòng)產(chǎn)生的足部打滑和空中旋轉(zhuǎn)，保持平衡狀態(tài)，Honda通過利用上半身彎曲和旋轉(zhuǎn)的新姿勢(shì)控制理論和新開發(fā)的高速應(yīng)答硬件等，使ASIMO的最大奔跑速度達(dá)到了3km/h。而ASIMO就靈活得多，它可以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)下一個(gè)動(dòng)作并提前改變重心，因此可以行走自如，進(jìn)行諸如“8”字形行走、下臺(tái)階、彎腰等各項(xiàng)“復(fù)雜”動(dòng)作。體重54公斤，具有26個(gè)自由度，具有體型小、重量輕的特點(diǎn)，其外形就像背書包的小學(xué)生。圖3 第三代機(jī)器人第四章 機(jī)器人智能應(yīng)用實(shí)例 Asimo簡(jiǎn)介類人機(jī)器人ASIMO（Advanced Step in Innovative Mobility，高級(jí)步行創(chuàng)新移動(dòng)機(jī)器人）是本田公司開發(fā)的雙足步行宇宙人ASIMO（仿人形機(jī)器人）雙腳步行機(jī)器人，于2000年11月首次在橫濱國(guó)際和平會(huì)議中心舉行的機(jī)器人展示會(huì)上亮相。中央電腦控制手臂和行走裝置，使機(jī)器人的手完成作業(yè)，腳完成移動(dòng)，機(jī)器人能夠用自然語言與人對(duì)話。隨著工業(yè)機(jī)器人數(shù)量的快速增長(zhǎng)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)機(jī)器人的工作能力也提出更高的要求，特別是需要各種具有不同程度智能的機(jī)器人和特種機(jī)器人。例如數(shù)控機(jī)器人具有環(huán)境感知裝置，一定程度上能適應(yīng)環(huán)境變化。 圖1 第一代機(jī)器人20世紀(jì)70年代，第二代機(jī)器人開始有了較大發(fā)展，第二代機(jī)器人則對(duì)外界環(huán)境實(shí)用階段，并開始普及。Edinburgh和Devol制造的工業(yè)機(jī)器人是第一代機(jī)器人，屬于示教再現(xiàn)型，即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍，或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令，讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)，一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個(gè)動(dòng)作。第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人，第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類似人類的智能機(jī)器人，它的未來發(fā)展方向是有知覺、有思維、能與人對(duì)話。有的人甚至依此將機(jī)器人分為以下幾類：受控機(jī)器人——“零代”機(jī)器人，不具備任何智力性能，是由人來掌握操縱的機(jī)械手；可以訓(xùn)練的機(jī)器人——第一代機(jī)器人，擁有存儲(chǔ)器，由人操作，動(dòng)作的計(jì)劃和程序由人指定，它只是記住 （接受訓(xùn)練的能力）和再現(xiàn)出來；感覺機(jī)器人——機(jī)器人記住人安排的計(jì)劃后，再依據(jù)外界這樣或那樣的數(shù)據(jù) （反饋）算出動(dòng)作的具體程序；智能機(jī)器人——人指定目標(biāo)后，機(jī)器人獨(dú)自編制操作計(jì)劃，依據(jù)實(shí)際情況確定動(dòng)作程序，然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)?？傊?，智能的發(fā)達(dá)是第三代機(jī)器人的一個(gè)重要特征。為了發(fā)揮各個(gè)等級(jí)和子系統(tǒng)的作用，必須使信息量大大減少。第三代機(jī)器人具有大規(guī)模處理能力，在這種情況下信息的處理和控制的完全統(tǒng)一算法，實(shí)際上是低效的，甚至是不中用的?？刂茩C(jī)器人的問題在于模擬動(dòng)物運(yùn)動(dòng)和人的適應(yīng)能力。桑戴克作試驗(yàn)最多的是老鼠。而另一邊平臺(tái)上等著動(dòng)物的誘餌則是外界獎(jiǎng)勵(lì)的信號(hào)。這個(gè)動(dòng)物只可能做出以下兩種選擇，即跑到岔口后，它可以轉(zhuǎn)向左邊或右邊的小平臺(tái)。本世紀(jì)初，動(dòng)物學(xué)家桑戴克進(jìn)行了下面的動(dòng)物試驗(yàn)。這種適應(yīng)能力不僅是整個(gè)機(jī)體所固有的，而且是機(jī)體的單個(gè)器官、甚至功能所固有的，這種能力在同一個(gè)問題應(yīng)該解決多次的情況下是不可替代的。感性形象——這是聽覺、視覺或觸覺脈沖的固定序列或組合 （馬、人），或者是序列和組合二者兼而有之。教給小孩各種各樣的動(dòng)作可歸結(jié)為在小孩的“存儲(chǔ)器”中形成并鞏固相應(yīng)的小動(dòng)作。在解決重大問題的時(shí)候，這樣集中化的大腦就會(huì)顯得過于復(fù)雜，不僅腦顱，甚至連人的整個(gè)身體都容納不下。最明顯的就是，“一接觸到熱的物體就把手縮回來”這類最明顯的指令甚至在大腦還沒有意識(shí)到的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)出了。它根本不去監(jiān)督我們身體的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位，動(dòng)作的詳細(xì)設(shè)計(jì)是在比大腦皮層低得多的水平上進(jìn)行的。當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行寫字、走路、跑步、游泳、彈鋼琴這些復(fù)雜動(dòng)作的時(shí)候，大腦究竟是怎樣對(duì)每一塊肌肉發(fā)號(hào)施令的呢？大腦怎么能在最短的時(shí)間內(nèi)處理完這么多的信息呢？我們的大腦根本沒有參與這些活動(dòng)。結(jié)果就出現(xiàn)了等級(jí)自適應(yīng)系統(tǒng)說，這種